芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維制備技術(shù)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維制備技術(shù)，采用向中空纖維空腔中灌注由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體的方法，制備芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維，其特征在于：灌注過程中和灌注完成后，中空纖維的大部分外表面與液體或膠體沒有接觸，無需清洗處理就可進(jìn)行后續(xù)的物理或化學(xué)處理工序或直接應(yīng)用，并且灌注過程可在較大的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，適合更多種類的功能材料與中空纖維復(fù)合，可制備更多種類的功能纖維，并可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維制備技術(shù)，采用向中空纖維空腔中灌注由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體的方法，制備芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維，其特征在于灌注過程中和灌注完成后，中空纖維的大部分外表面與液體或膠體沒有接觸，無需清洗處理就可進(jìn)行后續(xù)的物理或化學(xué)處理工序或直接應(yīng)用，并且灌注過程可在較大的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，適合更多種類的功能材料與中空纖維復(fù)合，可制備更多種類的功能纖維，并可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。傳統(tǒng)的芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維制造方法是采用共軸紡絲技術(shù)。在干法或濕法紡絲工藝中，功能材料及輔料形成的熔體或膠體處在噴絲孔中心，成纖材料處在噴絲孔外圈，抽絲后功能材料沿軸向形成芯層，成纖材料沿軸向包覆于功能材料外層形成殼層。干法或熔體紡絲工藝中，纖維成形的溫度一般在200℃以上，濕法紡絲則需有特定的溶劑，而大多數(shù)功能材料，特別是藥物、香料及生化制劑等都是溫度敏感性物質(zhì)，高溫或溶劑作用往往會破壞或影響功能材料的性能，限制了很多功能材料在傳統(tǒng)紡絲技術(shù)中的應(yīng)用，因而目前傳統(tǒng)紡絲技術(shù)生產(chǎn)的功能纖維品種極為有限。為適應(yīng)更多的功能材料在纖維制造中應(yīng)用，中國專利(專利號98115257，1999年8月18日)采用將多孔中空纖維浸入功能材料溶液中的方法，實(shí)現(xiàn)了低沸點(diǎn)的香料與中空纖維的復(fù)合，可制備較多種類的釋香纖維及紡織品；美國專利(U.S.Patent，6021822，2000年2月8日)和中國專利(專利號97190944，1998年11月4日)及其提及的專利中也給出了采用多孔中空纖維浸入法向中空纖維空腔中灌注功能材料的方法，采用這些專利給出的加工方法可在室溫條件下實(shí)現(xiàn)多種溫度敏感型的功能材料與中空纖維的復(fù)合，但是按這些專利提出的加工方法，要求中空纖維的纖維壁全部或大部分具有通孔結(jié)構(gòu)，一方面在進(jìn)行浸入處理之前必須對全部的多孔中空纖維進(jìn)行充分清洗以除去致孔處理時殘留在中空纖維中的物質(zhì)；另一方面浸入灌注完成后亦有必要進(jìn)行清洗，清除殘留在中空纖維表面的功能材料及輔助材料后，才能進(jìn)行后續(xù)加工，不僅工序繁瑣，而且清洗過程必然會影響甚至破壞已灌入在空腔中的功能材料，還會造成環(huán)境污染，因此浸入法適用的功能材料及其適用性有較大的局限性。美國專利(U.S.Patent，4017030，1977年4月12日)提出利用虹吸原理灌注中空纖維的方法，采用芯吸法從中空纖維絲段的一端開口處吸入香料或藥物制備釋香纖維及藥物控制釋放纖維，該方法可在室溫條件下進(jìn)行纖維復(fù)合成形，并且加工工藝簡單，用于低粘度的液體灌裝或灌注長度不長的中空纖維絲段是行之有效的，但是用于粘度較高的液體或膠體或需灌注的中空纖維絲段較長時則有困難。美國專利(U.S.Patent，5538735，1996年7月23日)和中國專利(專利號94110114，1995年9月20日)提出了真空浸入法，將一定長度的中空纖維絲段浸沒在藥物制劑或涂膜制劑中，采用抽真空的方法抽出中空纖維空腔中的空氣，讓藥物制劑或涂膜制劑浸入空腔中，制備功能纖維。該方法可在室溫條件下實(shí)現(xiàn)多種藥物或涂層功能材料與中空纖維復(fù)合，可進(jìn)行批量生產(chǎn)，但要求將批量中空纖維短絲全部浸沒在待裝液體之中，一次灌注過程需備用大量的由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體，此方法用于貴重的藥物、香料或其它功能材料的灌注顯然是不經(jīng)濟(jì)的，并且在灌注完成后必須對中空纖維表面進(jìn)行清洗，才能進(jìn)行下一步的加工處理或應(yīng)用，同樣存灌注后的清洗問題。實(shí)際上僅向中空纖維空腔中灌注進(jìn)功能材料，并不意味著功能纖維產(chǎn)品制備工作的完成，多數(shù)功能纖維產(chǎn)品的制備還必須進(jìn)行后續(xù)的物理或化學(xué)處理，如功能材料及輔料在空腔中的干燥或固化、功能材料與輔助材料的相分離以及生物功能材料的功能表達(dá)處理等。采用浸入法或真空浸入法將功能材料灌注進(jìn)中空纖維后，不對纖維表面進(jìn)行清洗，一般來說是不能進(jìn)行后續(xù)的物理或化學(xué)處理工序，而要將殘留在中空纖維表面的功能材料及輔料清除，必然會影響或破壞已灌注在空腔中的功能材料及輔料，同時纖維壁中的通孔或兩端的開口并未封閉，儲存及應(yīng)用過程中的不利因素亦會直接影響或破壞功能材料的性能，因此浸入法或真空浸入法只適合灌注工序完成后無須作后續(xù)處理的功能纖維制備，如部分釋香和釋藥功能纖維。芯吸法僅依靠毛細(xì)作用將功能材料及輔助材料吸入中空纖維空腔中，適用的功能材料和輔助材料種類及能灌注的纖維長度有限。在本專利技術(shù)提出的方法中，使用的中空纖維是采用物理或光化學(xué)的方法，如中國專利(專利號97114324.2，2001年1月27日)，進(jìn)行局部“干法”致孔或開口處理，無須進(jìn)行灌注前的清洗工序；灌注過程中中空纖維只有局部處與由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體接觸，中空纖維的大部分表面保持“潔凈”，無須對全部的纖維進(jìn)行清洗就可得到成品或進(jìn)行后續(xù)的物理或化學(xué)處理，并且灌注過程可在較大的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，適合更多種類的功能材料與中空纖維復(fù)合；另一方面，本專利技術(shù)提出的方法中采用了加壓和抽真空的方法，與芯吸法相比是一種“主動”的灌注方法，可灌注粘度更高的液體或膠體，灌注的纖維長度更長。本專利技術(shù)的目的是提供一種芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維的制備方法，可將多種功能材料，如無機(jī)功能材料、有機(jī)功能材料、各種生化制劑、生物活性材料、各種藥物及香料與中空纖維復(fù)合制備多種功能纖維。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下一種芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維的制備方法，其特征在于(a)、所用纖維是局部纖維壁中具有通孔的中空纖維長絲或兩端具有開口的中空纖維絲段，中空纖維長絲中纖維壁中具有通孔的相鄰的局部延纖維軸向之間的距離或中空纖維絲段的長度為0.1米至100米；(b)、所用灌注材料是由功能材料和輔助材料或無輔助材料組成的液體或膠體；(c)、將(a)所述的中空纖維長絲中相鄰的纖維壁中有通孔的局部部分或中空纖維絲段兩端開口部分用密封膠分別密封于彼此不相連通的容器中；(d)、在(c)所述的容器中選擇部分容器加入(b)所述的灌注材料，其它容器空置，使得(a)所述的中空纖維長絲中兩相鄰的纖維壁中有通孔的局部部分或中空纖維絲段兩端開口部分分別處在加有(b)所述的灌注材料的容器中和空置容器中，并使處在加有灌注材料的容器中的中空纖維的通孔或開口部分完全浸沒在(b)所述的液體或膠體之中；(e)、采用壓縮氣體，如壓縮空氣，給(d)所述的加有灌注材料的容器加壓，同時或不同時給(d)所述的空置容器抽真空，在(a)所述的中空纖維長絲中相鄰的有通孔的局部之間的纖維段兩端或中空纖維絲段的兩端產(chǎn)生壓力差；使(b)所述的液體或膠體灌入(a)所述的中空纖維的空腔中，形成芯殼結(jié)構(gòu)的纖維；(f)、可對(e)所述的灌注好的處在(c)所述的容器之外的芯殼結(jié)構(gòu)纖維直接進(jìn)行物理或化學(xué)處理或者毋須處理，或?qū)⒎馊肴萜髦信c灌注材料和密封膠接觸的局部清洗后，對中空纖維整體進(jìn)行物理或化學(xué)處理或者毋須處理，獲得芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維。本專利技術(shù)涉及的技術(shù)方案中，采用適當(dāng)種類的密封膠和封裝方式，灌注過程可在低于所用中空纖維的熔點(diǎn)溫度或低溫條件下進(jìn)行；一般來說，液體或膠體的粘度是隨溫度的升高而降低的，在較高的溫度條件下進(jìn)行灌注，可使灌注速度加快或使某些需加熱才能熔化或液化的特殊功能材料與中空纖維復(fù)合；另一方面，某些在常溫、常壓條件下是氣態(tài)的功能材料在低溫條件下液化后可采用本專利技術(shù)技術(shù)與中空纖維復(fù)合；同時，在本專利技術(shù)提出的技術(shù)方案中，灌注本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維制備技術(shù)，其特征在于：（ａ）、所用纖維是局部纖維壁中具有通孔的中空纖維長絲或兩端具有開口的中空纖維絲段，中空纖維長絲中纖維壁中具有通孔的相鄰的局部延纖維軸向之間的距離或中空纖維絲段的長度為０．１米至１００米；（ｂ）、所用灌注材料是由功能材料和輔助材料或無輔助材料組成的液體或膠體；（ｃ）、將（ａ）所述的中空纖維長絲中相鄰的纖維壁中有通孔的局部部分或中空纖維絲段兩端開口部分用密封膠分別密封于彼此不相連通的容器中；（ｄ）、在（ｃ）所述的容器中選擇部分容器加入（ｂ）所述的灌注材料，其它容器空置，使得（ａ）所述的中空纖維長絲中相鄰的纖維壁中有通孔的局部或中空纖維絲段兩端開口分別處在加有（ｂ）所述的灌注材料的容器中和空置容器中，并使處在加有灌注材料的容器中的中空纖維長絲的纖維壁中有通孔的部分或中空纖維絲段的端部開口部分完全浸沒在（ｂ）所述的液體或膠體之中；（ｅ）、用壓縮氣體給（ｄ）所述的加有灌注材料的容器加壓，同時或不同時給（ｄ）所述的空置容器抽真空，在（ａ）所述的中空纖維長絲中相鄰的有通孔的局部之間的纖維段兩端或中空纖維絲段的兩端產(chǎn)生壓力差；使（ｂ）所述的液體或膠體灌入（ａ）所述的中空纖維的空腔中，形成芯殼結(jié)構(gòu)的纖維；（ｆ）、可對（ｅ）所述的灌注好的處在（ｃ）所述的容器之外的芯殼結(jié)構(gòu)纖維直接進(jìn)行物理或化學(xué)處理或者毋須處理，或?qū)⒎馊肴萜髦信c灌注材料和密封膠接觸的局部清洗后，對纖維整體進(jìn)行物理或化學(xué)處理或者毋須處理，獲得芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維。...

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龔文忠，
申請(專利權(quán))人：龔文忠，
類型：發(fā)明
國別省市：94[中國|深圳]